Розпад електролітів на іони під час розчинення у воді або розплавлення називається
електролітичною дисоціацією.
Розглянемо розчинення у воді такої, наприклад, іонної сполуки, як хлорид натрію. Іони
постійно здійснюють невеликі теплові коливання, але удержуються у вузлах кристалічної
решітки, оскільки притягуються протилежно зарядженими іонами.
Як відомо, в молекулі води, зв'язки між атомами водню і атомом кисню ковалентні,
полярні. Електронні пари, що зв'язують атоми зміщені від атому водню до атома кисню.
Тому на атомах водню зосереджений частковий позитивний заряд, а на атомі кисню -
негативний. Зв'язки кожного атома водню з киснем у молекулі води утворюють між
собою, тому центри позитивний і негативних зарядів у молекулі не збігаються. Якщо
врахувати лише взаємну перпендикулярність осей електронних хмар, утворених р-електр.
атомів, то кут між зв'язками, що розглядаються становить 900
. Насправді такий кут 1050
.
Одна з причин збільшення кута - взаємне відштовхування однойменно заряджених атомів
водню один від одного. Полярну молекулу води зображають у вигляді диполя,
позначаючи заряди на полюсах знаками "+" і "-".
Коли кристал сам занурюють у воду, молекули води притягуються до іонів на поверхні
кристала до позитивно заряджених іонів - своїми негативними полюсами, а до негативно
заряджених іонів - позитивними полюсами.
Якщо іон відривається від поверхні кристала, він являється оточеним молекулами води,
які притягуються до нього. Ці молекули води утворюють гідратну оболонку іона, що
складається з 5 - 7, а то й більшої кількості молекул.
Іон оточений гідратною оболонкою називається гідратованим.
Отже, розчинення у воді твердої речовини з іонною кристалічною решіткою
супроводжується виділенням теплоти в тому випадку, коли сума енергії гідратації всіх
іонів у кристалі
більша від енергії, необхідної для розривання зв'язків між
іонами. Властивості їхні помітно відрізняються від властивостей гідратованих іонів. У
безводному сульфаті міді CuSO4 негідровані іони Cu2+ i SO4
2 -
- безбарвні, але від
розчинення солі у воді іони Cu2+ гідратуються і забарвлюють в голубий колір. Воду, яка
виходить з кристалів, називають кристалізаційною водою, а речовини, що містять
кристалізаційну воду, називають кристалогідратами.
Поведінку електролітів у водному розчині вперше пояснив у 1887 році шведський вчений
С. Арреніус. Розроблена ним теорія дістала назву "теорія електролітичної дисоціації".
Після винаходу в 1800 р. гальванічно-го елемента італійцем А. Вольта вчені різних країн
почали поглиблено вивчати хімічну дію електричного струму. Англійці В. Нікольсон і
Н. Карлейль здійснили електроліз води, англієць Г. Деві у 1803 р. одержав лужні та
лужно-земельні метали (К, Na, Ba,Са, амальгами) електролізом розплавлених лугів і
солей.
У 1830 р. англієць М. Фарадей відкрив закони електролізу. Він увів терміни,які й зараз
широко вживаються (катод і анод, електроліт і неелектроліт,йон, катіон і аніон,
електрохімічнийеквівалент). Катодом він називав негативно заряджений електрод, анодом
— позитивно заряджений електрод, електролітами — речовини, якs розкладаються
електричним струмомна йони. Однак останнє визначен-ня було помилковим. Катіонами та
аніонами він вважав йони, які роз-
ряджаються на катоді й аноді.Швед С. Арреніус у результаті екс-
периментальних досліджень розробив теорію електролітичної дисоціа-
ції, за що йому в 1903 р. було присуджено Нобелівську премію. Він довів,що розклад
речовин у розчині на йони відбувається й без дії електричного струму. У цей жчас Д. І.
Менделєєв сформулював гідратну теорію розчинів, згідно з якою під час розчинення
речовин відбувається сольватація — поєднання молекул розчиненої речовин з молекулами
розчинника, унаслідок чого утворюють-ся сольвати (у водних розчинах — гідрати). На